Question

实验室用CO还原Fe₂O₃的方法粗略测定铁的相对原子质量．实验室制取的CO中含有少量的CO₂，设计如下装置：

（1）②的作用是

 

（2）实验结束时，先关闭K₁、K₂，再熄灭酒精灯，在冷却过程中可能导致的后果是

 

（3）该装置明显有一处错误是

 

（4）称量反应前后 ③的质量，进而得到铁的质量为W g，称量反应前后 ④的质量，得到CO₂的质量为N g，则铁的相对原子质量=

 

（5）经比较实验测定的铁的相对原子质量偏小，其原因可能是

 

（填字母）
a、装置漏气    b、杂质未被除尽     c、称量准确、d、生成的 CO₂有一部分进入澄清石灰水中
（6）将 ①中的 CO 从贮气瓶里排出的操作是，打开K₁、K₂，向 ①中加入适当的液体，根据下列信息，你选择的一种是

 

（填字母），不选择其它两种的共同原因

 

a、蒸馏水       b、饱和Ca（OH）₂ 溶液      c、饱和NaOH （溶液20℃时，S _Ca（OH）2=0.17g    S _NaOH=35g．）

Answer 1

分析：（1）根据装置②中所盛放的药品，判断该装置在整个实验过程中所起的作用；
（2）分析关闭K₁、K₂时装置连通的情况，判断停止加热后随装置后压强的变化对装置所产生的影响；
（3）根据CO是有毒气体，使用时要注意其对空气污染，分析装置中存在的缺陷；
（4）根据反应的化学方程式，由反应中铁与二氧化碳的质量关系及实验所得到两物质的质量，计算铁元素的相对原子质量；
（5）分析所提供的四种原因，判断造成测定的铁的相对原子质量偏小的原因；
（6）根据排出CO气体且能完全吸收混在其中二氧化碳气体的要求，判断所应选用的液体．

解答：解：
（1）为防止还原剂CO为纯净干燥的气体，在进行实验前要对气体进行净化与干燥，因此装置②中应放入浓硫酸对CO气体进行干燥；
（2）实验结束时，先关闭K₁、K₂，再熄灭酒精灯，在冷却过程中CO气体不再通入，装置内气体随降温体积减小，装置内压强减小，与玻璃管相通的氢氧化钠溶液因压强减小而倒吸入玻璃管，可能导致的氢氧化钠溶液会流到玻璃管中，使玻璃管骤冷炸裂；
（3）CO是一种有毒气体，直接排放到空气中会造成空气污染，因此应在装置最后进行尾气的处理，而该装置中却没有处理装置；
（4）设铁元素的相对原子质量为m
3CO+Fe₂O₃

△   .

2Fe+3CO₂
             2m  3×44
             W    N

2m

W

=

3×44

N

  m=

3×44W

2N

（或

66W

N

）
（5）由于铁的相对原子质量为

3×44W

2N

（或

66W

N

）即使玻璃管内反应后所得固体的质量与氢氧化钠溶液所吸收二氧化碳的质量相关，因此混合气体杂质未被除尽，会使氢氧化钠溶液吸收二氧化碳质量N偏大，而导致实验测定的铁的相对原子质量偏小；装置漏气或生成的 CO₂有一部分进入澄清石灰水中，都会使氢氧化钠溶液吸收二氧化碳质量N偏小，导致实验测定的铁的相对原子质量偏大；
（6）由于蒸馏水或饱和Ca（OH）₂ 溶液吸收二氧化碳的量较少，可能导致混在CO气体中的二氧化碳气体不能全部吸收，而影响测定结果，故应选用饱和NaOH 溶液．
故答案为：
（1）干燥气体；
（2）导致氢氧化钠溶液会流到玻璃管中，使玻璃管骤冷炸裂；
（3）未进行尾气处理；
（4）

3×44W

2N

（或

66W

N

）；
（5）b；
（6）c；吸收的二氧化碳少．

点评：正确理解装置中各个装置的作用，对于正确分析测定结果起到至关重要的作用，体现出实验能力及分析问题的能力．